營養學/鈉
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鈉是食鹽的成分。從細胞分裂開始,鈉就參與細胞的生理過程。氯化鈉是人體最基本的電解質。對腎臟功能有影響,缺乏或過多則引起許多疾病。
6.4.1 體內的分布
人體鈉的含量差別頗大,約為2700~3000mEq,,或40~44mEq/kg體重,占體重的0.15%。其中44~50%在細胞外液,9~10%在細胞內液,40~47%在骨骼中。
體鈉可分成兩部分;①可交換鈉,35.4~48.9mmlo.kg-1體重,佔總體鈉的70~75%,稱為鈉庫。當人體缺鈉時,它補充到細胞外液;②不可交換鈉,15.2~16.3mmol.kg-1體重。骨骼中鈉的88%沉積於羧磷灰石晶格中,不易與細胞外液交流動用,僅小部分在晶體表面,血鈉降低時從骨庫中轉移到血漿中,在臨床上無何重要性。
血清鈉離子濃度(mmol.L-1)為138~145,紅細胞中為9.61±0.85,白細胞中為34.4,血小板中為37.8。
6.4.2 生理功用
(1)鈉與水 鈉主要存在於細胞外液,構成細胞外液的滲透壓,與水的關係密切,體內水的量隨鈉量而變,鈉多則水量增加,鈉少則減少。體內鈉量的調節對的內環境穩定起核心作用。
(2)鈉泵 在體內起多方面作用的鈉-鉀-ATP酶,驅動鈉鉀離子主動運轉,維持Na+、K+濃差梯度,稱為鈉泵。其活動依賴鈉鉀離子。鈉離子從細胞內主動排出,有利於維持細胞內外液的滲透壓平衡,阻止易脆的細胞膜破壞。鈉鉀濃差梯度的維持與神經衝動的傳導、細胞的電生理、膜的通透性和電位差、腎小管重吸收、腸吸收營養素以及其他功能有關。因此,鈉對ATP的生成和利用,對肌肉運動、心血管功能及能量代謝都有影響,鈉不足時ATP的生成和利用減少,能量的生成和利用較差,膜極化延遲或紊亂,以至於神經肌肉傳導遲鈍。臨床表現為肌無力、神志模糊甚至昏迷,出現心血管功能受抑制的症状。糖的代謝和氧的利用必需有鈉參加。
(3)其它 鈉在腎小管中重吸收,與H+離子交換,清除體內的二氧化碳,保持體液的酸鹼度恆定,維持PH及碳酸氫鹽濃度正常。
在遠曲小管和收集管內的鈉的泵能促進鈉的主動吸收,引起氯的被動重吸收,有利於胃酸的形成,幫助消化。
鈉調節細胞外液容量,維持血壓,細胞外液鈉濃度的細小而持續的變化對血壓就有很大的影響。鈉(食鹽)與高血壓的關係是當今全世界矚目的研究題,取得很大進展。
6.4.3 鈉的代謝
成人鈉的適宜需要量約為10~60mmol.d-1(0.6 ~3.5gNaCl)。正常情況下,腎臟根據機體情況,排鈉量可多至1000或少至1mmol.d-1。鈉的腎閾為110~130mmol.L-1。小部分鈉可隨汗排出,也有少量隨糞便排出。
一個人對鹽量的要求(所謂鹽食慾)與體內鹽含量的關係並不一致,不體內缺鈉時主動要求吃含鹽較多的膳食;可是喜歡吃含鹽較多的膳食者卻不一定缺鹽,而是由於習慣的原因。然而動物的鹽食慾卻是體內缺鈉的表現。鹽食慾對調節動物體內鹽平衡起重作用。人體鈉平衡的調節主要依靠腎臟控制鈉的排出量及激調節來實現。
(1)腎內因素 腎臟保鈉能力較強,能根據體內鈉含量的多少調節尿中排鈉量。它通過腎小球的濾過率(GFR)、腎小管的重吸收、遠曲小管的離子交換作用以及激素的分泌來調節鈉的排泄量,以保持鈉平衡。正常成人GFR約為125ml/min,每天濾出液的體積約為180L,其中鈉離子約為24,000mmol(552g),為體鈉總量的8倍及每天平均攝入量的250倍,其中99.5%由腎小管主動重吸收,其餘從尿排出。正常人吃普通膳時,尿中排出鈉約為100~200mmol.24h-1,濾過的鈉有65%在近曲小管、10%在遠曲小管和收集管主動重吸收,偶聯K+和H+的分泌以維持電平衡,以K+-Na+交換來保留體內的鈉。腎小管重吸收的鈉,其量的增減對鈉平衡的影響比GFR增減的影響大。因為濾過的鈉有99.5%在小管重吸收。影響腎小管重吸收鈉有兩個激素:①醛固酮-它是腎上腺皮質球狀帶分泌的一種類固醇激素,是鹽皮質激素中作用最強的一種,其主要作用是促進腎遠曲小管和收集管上皮細胞分泌H=,排出鉀,重吸收鈉,重吸收的鈉占濾過鈉量的5%,是腎排出鈉的可調節量。醛固酮的分泌主要受有效循環血容量、血K=和Na+降低時,醛固酮分泌增加,反之,當血漿中的血管緊張肽原轉變為血管緊張肽Ⅰ(AⅠ),AⅠ經轉化酶的作用變成血管緊張肽Ⅱ(AⅡ)AⅡ促進醛固酮的分泌.當血漿K+和Na=降低時,醛固酮分泌增加,反之,當血漿K+降低或血漿Na+升高時,醛固酮分泌減少.醛固醇促進鈉泵運轉,使K+或H=的排出增加,鈉的排出降低,從而保留鈉;②排鈉激素——它是腎內的一種肽多肽,抑制腎小管重吸收鈉。當細胞外液量增加時,排鈉激素分泌增欽降低近端腎單位對鈉的重吸收,使鈉排出多.相反,當細胞外液量減少時,排鈉激素產生少,鈉排出減少.排鈉激素的作用部位可能在升支粗段/遠曲小管,也可能在收集管。
體鈉的含量決定於腎排鈉量。排鈉的機理有三:①腎小球濾過的鈉影響緻密斑。改變腎素-血管緊張肽-醛固酮(R-A-A)系統的活性水平;②血漿鈉直接作用於腎上腺皮質球狀帶,使醛固醇的分泌改變,血鈉高抑制醛固酮分泌,尿鈉排出多;③鈉作用於腦室內的鈉的敏感的感受器。
(2)腎外因素 腦脊液中的Na+濃度升高時,尿鈉排出多。將高滲氯化鈉液灌入動物頸靜脈,尿鈉排量也增加。因此認為中樞神經有神經有調節排泄的機制。提高血腦室內Na+的濃度,能引起尿鈉增加和動脈血壓升高,若給降壓藥則阻斷這些反應,看來似乎與交感神經中樞的興奮有關。有人認為腦室內鈉濃度降低時,對鈉敏感的感受器的活性減弱,尿鈉減少,血漿和尿中腎素分泌減少;當鈉離子濃度降低時,對鈉敏感的感受器受器,引起尿鈉增多,血漿和尿中腎素分泌減少;當鈉離子濃度降低時,對鈉敏感的受器的活性減弱,尿鈉減少,血漿和尿中腎素增多;當腦脊液中Na=濃度下降時,血漿腎素活性升高。這表明腦脊液中Na+濃度升高時,對R-A-A系統有一定程度的抑制作用。
向腦室內注射小劑量AⅡ,可引起動脈血壓升高和尿鈉增多。此作用有賴於腦脊液中的Na+濃度。如把AⅡ與高滲氯化鈉溶液同時注射到腦室內,明顯增加腎臟排出鈉和升高動脈血壓。向下丘腦後區朝後延伸到第四腦室周圍灌注含Na+人工腦脊液,尿排鈉增多。所以,調節排鈉和升壓效應的腦內鈉感受器位於此處。
6.4.4 缺乏或過多
(1)鈉缺乏膳食的鈉充足,不至於引起缺乏病。鈉缺乏多由疾病引起。當血漿鈉水平〈135mmol.L-1時稱為高鈉血症。①鈉缺乏的原因有:A嘔吐、腹瀉、瘺管、引流使消化液損失;B大量出汗多飲水,或醫源性攝入過多;C慢性腎上腺皮質機能減退;D急性或慚性腎功能衰竭伴有腎小管鈉和水的重吸收機能低下;E腹腔透析治療、或反覆大量放腹水;F燒傷、嚴重感染、大面積創作大手術後、糖尿病酮症酸中毒、抗利尿激素分泌異常症候群等;G用利尿劑如氯噻嗪類、利尿酸、速尿等治療。②症状——早期不明顯,血鈉過低時,滲壓降低、細胞腫脹。缺0.5gNaCl.kg-1體重時,患者疲倦、眩暈、直立時可發生昏厥,尿中NaCl很少或消失;缺0.75g.kg-1時,出現噁心、嘔吐、視力模糊、心率加速、脈搏細弱、血壓下和、肌肉痙攣作痛,反射消失;缺1.25g.kg-1時,出現淡漠無情、木僵、昏迷、周圍循環衰竭。嚴重時休克及急性腎功能衰竭而死亡。
(2)鈉過多 正常人攝入鈉過多並不蓄積,但疾病影響腎功能時容易發生鈉過多。當血漿鈉>150mmol.L-1時稱為高鈉血症。心源性水腫、肝硬化腹水期、腎病症候群、腎上腺皮質機能亢進、某些腦部病變如蛛網膜下腔出血、腦瘤等都能出現高鈉血症。臨床症状除原有症状外,以水腫為主,體重增加、血容量增大、血壓偏高、脈搏增大、心音增強。
鈉的缺乏或過多不僅取決於鈉的濃度,而且還取決於血漿及細胞外液容量,必須根據病史及體檢,決定治療辦法。
正常人每天攝入35~40g食鹽可引起急性中毒,出現水腫。意外鹽中毒發生高鈉血症的死亡率為43%。水量為鹽量的函數,每天瀦留20mmol鈉,每周可增加1L細胞外液。膳食鹽過多可使血壓上升,血漿膽固醇水平升高,脂肪清除率降低,小血管脂質沉著,胃酸分泌受抑制,腹膜透性改變,胃粘膜上皮細胞破裂。長期進食過量鹽,還可引起其他病理損害,例如視網膜病變等。
(3)鈉(氯化鈉)和高血壓我國南北方高血壓患病率顯著不同,可能與食鹽攝往上量不同有關。拉薩藏族高血壓患病率高達19%。湖南常飲鹽茶的地區、舟山鹽區和漁區的人群患高血壓者較多。一生攝取低鹽(鈉<50mmol.d-1)膳食的人群,幾乎不發生高血壓病。四川涼山彝族高血壓患病率最低(0.34)。全國「鹽與高血壓」研究的協作組在12個省市14個地區對2277人研究的結果指出:我國膳食鈉偏高,鉀偏低,Na+/K比值高,從尿鈉、鉀和Na+/K+比值看來,對血壓確實有影響。限制每人天進鹽量不超過5g的限鹽膳食,可使高血壓病人的血壓下降1.33kPa。(10mmHg)建議限制鈉與增加鉀的攝入量以作為一項預防措施。
進食高鹽膳者並非都患高血壓,因此認為鹽升壓可能有遺傳因素存在。研究發現高血壓病人紅細胞內外鈉差降低,血管平滑肌細胞膜電解質輸送異常。這是對鹽升壓敏感的遺傳標誌。我國人民習慣攝鹽量頗大,由於高鈉和高血容量。繼發抑制R-A-A系統,因此原發性高血壓病人的腎素活性和AⅡ濃度均較正常人為低。在正常血壓範圍,內血壓和鈉排量呈正相關,與血漿腎素活性AⅡ無相關。血漿醛固醇水平隨血壓升高而增加,原發性高血壓早期血管平滑肌對AⅡ的敏度增加,後期血管結構改變,腎血流量漸漸降低,GFR不變,但濾過部分增高,腎最大濃縮能力不變。這些血液動力學的變化主要在維持GFR恆定。在輕度和中度高血壓病人中,鈉攝入量對血壓似乎沒有決定性的影響,但鈉攝入量對正常血壓組確實能影響一部分人的血壓。
我國高血壓患病率一般在3~9%。正常人尿排鈉為182~412mmol.24h-1,相當於10.9~24.2gNaCl.d-1。體力勞動者比腦力勞動者排出較多的鈉和鈣。在臨界高血壓病人中,尿鈉排出量與正常血壓者一樣。尿鈉排出量與血壓呈正相關,可以反映鈉攝入量。人體可交換鈉與動脈壓呈正相關。老年人中最為顯著。動脈壓升高的個體有死亡出現較早的趨勢。出現血壓升高的年齡越年輕,預期壽命愈短。冠心病患者舒張壓達14kPa(105mmHg)者的危險性比〈11kPa(85mmHg)者大4倍。降低膳食NaCl攝取量,增加膳食鉀攝取量,對防治高血壓大希望。
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